Question

【題目】(2017·武漢市高中畢業生五月模擬考試)草酸鈷是制作氧化鈷和金屬鈷的原料。一種利用含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機物等)制取CoC2O4的工藝流程如下：：

（1） “550℃焙燒”的目的是______________________；

（2）“浸出液”的主要成分是_____________________；

（3） “鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2+，反應的離子方程式為_____________________；

（4） “凈化除雜1”過程中，先在40 ~ 50℃加入H2O2，其作用是___________________________(用離子方程式表示)；再升溫至80 ~ 85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至4.5，“濾渣1”主要成分的是_____________________。

（5） “凈化除雜2”可將鈣、鎂離子轉化為沉淀過濾除去，若所得濾液中c(Ca2+)=1.0×l05mol /L，則濾液中 c(Mg2+)為______________ [已知Ksp(MgF2) =7.35×1011、Ksp(CaF2) =1.05×1010]。

（6）為測定制得樣品的純度，現稱取1.00 g樣品，將其用適當試劑轉化，得到草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0. 1000 mol/L KMnO4溶液滴定，達到滴定終點時，共用去KMnO4溶液26.00 mL，則草酸鈷樣品的純度為__________________。

Answer 1

【答案】除去碳和有機物 NaAlO2(答“NaAlO2和NaOH”也可) 2Co3++SO32+H2O2Co2++SO42+2H+ 2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O Fe(OH) 3 7.0×106 mol/L 95.55%

【解析】

(1)含鈷廢料中的碳及有機物在550℃焙燒時可以生成二氧化碳等被除去，故答案為除去碳和有機物；

(2)含鈷廢料中的Al2O3能夠被氫氧化鈉溶解，因此浸出液中主要含有偏鋁酸鈉，故答案為NaAlO2；

(3)“鈷浸出”過程中Co3+可以被亞硫酸鈉還原為Co2+，反應的離子方程式為2Co3++SO32+H2O2Co2++SO42+2H+，故答案為2Co3++SO32+H2O2Co2++SO42+2H+；

(4)在鈷浸出過程中鐵離子被亞硫酸鈉含有為亞鐵離子，在“凈化除雜1”過程中，先在40 ~ 50℃加入H2O2，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，離子方程式為2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O ；再升溫至80 ~ 85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至4.5，使鐵離子沉淀為氫氧化鐵，故答案為2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O；Fe(OH) 3；

(5)根據Ksp(CaF2) =1.05×1010，若所得濾液中c(Ca2+)=1.0×l05mol /L，則c(F)= = mol /L，則c(Mg2+)= = =7.0×106 mol/L，故答案為7.0×106 mol/L；

(6)設草酸鈷的質量為x，根據方程式：5H2C2O4+2MnO4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O，草酸根守恒可得：

5CoC2O4~5(NH4)2C2O4~5H2C2O4~2MnO4

5×147 g 2 mol

x 0.026 L×0.1000 mol/L

=，解得x=0.9555 g，樣品純度= 95.55%，故答案為95.55%。